水液壓模塊化電纜地層測試器的制造方法
【專利摘要】水液壓模塊化電纜地層測試器包括地面儀器和井下儀器，地面儀器用于發(fā)出要執(zhí)行的命令和接受井下送來的信號，井下儀器用于執(zhí)行來自地面的命令和采集井下信號上傳給地面儀器。井下儀器的液壓管線內流動的是泥漿濾液，管線上安裝有泥漿泵和控制閥，泥漿泵給泥漿濾液加壓驅動缸活塞運動，控制閥與步進電機連接并通過步進電機進行驅動換向。本發(fā)明提供了動力大、耐污染、耐高壓、能控制泥漿濾液這種特殊流體的換向的閥，實現(xiàn)了用水液壓傳動方法進行地層測試。首次把模塊化地層測試器做細（80mm）實現(xiàn)了既能用于大井眼又能用于小井眼（41/2）的模塊化地層測試，填補了小井眼無法地層測試的空白。
【專利說明】水液壓模塊化電纜地層測試器
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種利用水液壓方法實現(xiàn)的、能在油田上使用的、電纜式井下測壓和取樣儀器。
【背景技術】
[0002]在油田生產中，需要了解地層參數(shù)，測壓和取樣是獲得地層參數(shù)的重要手段，行業(yè)中把這種能測壓和取樣的設備稱為地層測試器。近年出現(xiàn)的、最先進的電纜地層測試器都采用模塊化設計，把儀器分成多節(jié)，根據施工要求，可選擇不同功能節(jié)對接利用電纜下井?，F(xiàn)有的電纜模塊化地層測試器全都采用油液壓傳動方式，如斯倫貝謝的MDT、哈里伯頓的RD1、阿特拉斯的RCI等，我公司早期產品也如此。利用液壓油為介質傳遞能量，儀器內部液壓管道和井下流體管道交織，結構復雜、接頭龐大，造成已有的模塊化地層測試器直徑都很粗(IlOmm以上)，只能在大井眼(6 1/2”)以上井中施工，使小井眼(4 1/2”)地層測試施工成為空白。但隨著石油技術發(fā)展，水平井、大斜度井、側開窗井快速增加，這些井多為小井眼(4 1/2”)。本發(fā)明首次運用現(xiàn)代水液壓技術，利用儀器工作環(huán)境中大量存在的泥漿(水溶液)為介質傳遞能量，簡化儀器內部管道，把模塊化地層測試器做細(80_)，實現(xiàn)了既能用于大井眼又能用于小井眼(4 1/2”)的模塊化地層測試，填補了小井眼地層測試的空白。同時，水液壓也帶來壓力損失小、傳動效率高、流量穩(wěn)定好、系統(tǒng)動態(tài)性能高、不污染環(huán)境等優(yōu)勢。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術問題是針對【背景技術】中的不足，提供了一種利用水液壓方法設計的小直徑模塊化電纜地層測試器。
[0004]為了解決上述問題采用以下技術方案:一種水液壓模塊化電纜地層測試器，利用水液壓方法進行地層測試。
[0005]水液壓模塊化電纜地層測試器包括地面儀器和井下儀器，地面儀器用于發(fā)出要執(zhí)行的命令和接受井下送來的信號，井下儀器用于執(zhí)行來自地面的命令和采集井下信號上傳給地面儀器。井下儀器的液壓管線內流動的是泥漿濾液，管線上安裝有泥漿泵和控制閥，泥漿泵給泥漿濾液加壓驅動缸活塞運動，控制閥與步進電機連接并通過步進電機進行驅動換向。
[0006]所述的井下儀器由多個功能短節(jié)構成，各功能短節(jié)接頭均為標準化設計的快速斷開接頭。
[0007]所述的快速斷開接頭的對接端面設有兩個孔道、電連接器以及定位鍵，快速斷開接頭的外部套設有快旋螺母，快旋螺母使兩個快速斷開接頭緊密連接在一起；兩個孔道內流動的是泥漿濾液。
[0008]井下儀器由電子節(jié)、動力節(jié)、泵抽節(jié)、流體傳感器節(jié)、壓力傳感器節(jié)、推靠液壓節(jié)、推靠節(jié)、儲樣節(jié)、平衡節(jié)依次連接組成；其中，動力節(jié)中采用兩個電磁閥，其余各功能短節(jié)中所用閥都是泥漿閥。
[0009]所述電子節(jié)是用來控制動力節(jié)的電機、電磁閥及其余各短節(jié)電路總線的傳輸；動力節(jié)是利用電機為泵抽節(jié)的泥漿泵提供動力；泵抽節(jié)是通過泥漿泵抽取過濾后的泥漿濾液，并將泥漿濾液沿地層流體管線傳遞；流體傳感器節(jié)用于測量地層流體性質；壓力傳感器節(jié)測定地層壓力；推靠節(jié)通過推靠撐開實現(xiàn)封隔地層；儲樣節(jié)的作用是為了儲存地層流體樣品，帶到地面供試驗分析；平衡節(jié)的作用是為了保持壓力平衡。
[0010]泥漿閥主要由步進電機、步進電機傳動桿、閥芯、閥體、步進電機固定架、閥芯套、M3螺釘、M6螺釘、閥芯擋塊依次連接組成；步進電機、步進電機固定架、閥體用M3螺釘、M6螺釘固定在一起，步進電機帶動步進電機傳動桿旋轉，靠螺紋傳動使閥芯移動換向；閥芯上裝密封泥漿的、耐高壓的密封件。
[0011]本發(fā)明改變了純油液壓驅動方式造成的液壓管線和地層流體管線繁瑣交織，儀器內部只有地層流體管道，使管線化繁為簡，儀器對接接頭管道數(shù)量大大減少，儀器直徑做細也能實現(xiàn)模塊化地層測試功能。本發(fā)明提供了動力大、耐污染、耐高壓、能控制泥漿濾液這種特殊流體的換向的閥，實現(xiàn)了用水液壓傳動方法進行地層測試。首次把模塊化地層測試器做細(80_)實現(xiàn)了既能用于大井眼又能用于小井眼(4 1/2)的模塊化地層測試，填補了小井眼無法地層測試的空白。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明的結構示意圖。
[0013]圖2為本發(fā)明的工作原理圖。
[0014]圖3為圖2中A區(qū)域放大圖。
[0015]圖4為圖2中B區(qū)域放大圖。
[0016]圖5為圖2中C區(qū)域放大圖。
[0017]圖6為本發(fā)明快速斷開接頭的結構示意圖。
[0018]圖7為圖3的C-C向剖視圖。
[0019]圖8為圖3的E-E向剖視圖。
[0020]圖9為本發(fā)明泥漿閥的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0021]實施例1:一種水液壓模塊化電纜地層測試器，利用水液壓方法進行地層測試，包括地面儀器和井下儀器，地面儀器用于發(fā)出要執(zhí)行的命令和接受井下送來的信號，井下儀器用于執(zhí)行來自地面的命令和采集井下信號上傳給地面儀器。井下儀器的液壓管線內流動的是泥漿濾液，管線上安裝有泥漿泵和控制閥，泥漿泵給泥漿濾液加壓驅動缸活塞運動，控制閥與步進電機連接并通過步進電機進行驅動換向。
[0022]實施例2:—種水液壓模塊化電纜地層測試器，如圖1所示，井下儀器由馬籠頭1、電子節(jié)2、動力節(jié)3、泵抽節(jié)4、流體傳感器節(jié)5、壓力傳感器節(jié)6、推靠液壓節(jié)7、推靠節(jié)8、儲樣節(jié)9、平衡節(jié)10依次連接組成；其中，動力節(jié)中采用電磁閥，其余各功能短節(jié)中所用閥都是泥漿閥。
[0023]如圖2、3、4、5所示，工作原理如下:電子節(jié)2包括電路倉I 2_1，電子節(jié)2是用來控制動力節(jié)3的電機3-1、電磁閥3-2。電路倉I 2-1分別于電路倉II 4_5、電路倉III 5_3、電路倉IV 6-1、電路倉V 7-1及平衡節(jié)連接。
[0024]動力節(jié)3包括電機3-1、電磁閥3-2、二位四通閥3_5，電機和電磁閥之間通過管路連接，管路上設有安全閥3-3和單向閥3-4，利用電機3-1為泵抽節(jié)4提供動力。
[0025]泵抽節(jié)4包括電路倉II 4-5、泵抽缸4-1，泵抽缸上設有位移傳感器4-2、調速開關閥4-4，泵抽缸的進出液口與電控二位四通閥4-3連接，取樣時控制泵抽缸4-1抽吸，通過泵抽缸4-1抽取井筒里面過濾后的泥漿濾液，經加壓后，泥漿濾液沿地層流體管線傳遞。電路倉II 4-5分別于調速開關閥4-4、電控二位四通閥4-3、位移傳感器4_2連接。
[0026]流體傳感器節(jié)5包括排液開關5-1，電路倉III 5-3與排液開關5_1連接，泵抽排液開關5-1通過管線和調速開關閥4-4連通，泵抽排液開關的排液管線上設有含水傳感器電阻率傳感器5-2，流體傳感器節(jié)流體傳感器節(jié)用于測量地層流體性質.壓力傳感器節(jié)包括電路倉IV 6-1、應變石英壓力傳感器6-2、測壓排液開關6-3和推靠保壓開關6-4。推靠保壓開關6-4、應變石英壓力傳感器6-2分別通過管線與泵抽節(jié)中的電控二位四通閥4-3連通，推靠保壓開關6-4的這條管線上還設有測壓排液開關6-3。電路倉IV 6-1分別于測壓排液開關6-3、推靠保壓開關6-4連接。壓力傳感器節(jié)用于測定地層壓力。
[0027]推靠液壓節(jié)包括電路倉V 7-1、泥漿地液平衡開關7-2、儲樣開關7-3、推靠二位四通開關7-4。泥漿地液平衡開關7-2、儲樣開關7-3分別設置在應變石英壓力傳感器6-2的進液管線上，推靠二位四通開關7-4與泵抽節(jié)中的電控二位四通閥4-3連通。電路倉V 7-1分別于泥漿地液平衡開關7-2、儲樣開關7-3、推靠二位四通開關7-4連接。
[0028]封隔地層時控制推靠節(jié)8，推靠節(jié)8通過推靠8-1撐開封隔地層，推靠8-1撐開或收攏是通過推靠缸8-2的活塞移動實現(xiàn)，推靠缸8-2與推靠二位四通開關7-4連通，推靠節(jié)上設有進液口 8-3，進液口通過進液管線與應變石英壓力傳感器6-2連通。被泥漿泵加壓后的泥漿濾液驅動活塞運動，泥漿濾液的流動方向由泥漿閥控制，控制推靠撐開或收攏。
[0029]儲樣節(jié)9的作用是為了儲存一定量的地層流體樣品，帶到地面供試驗分析。
[0030]平衡節(jié)10的作用是為了使整支儀器的液壓腔壓力和泥漿柱的壓力平衡。
[0031]其他結構同實施例1。
[0032]實施例3:—種水液壓模塊化電纜地層測試器，各功能短節(jié)接頭均為標準化設計的快速斷開接頭。如圖6、7、8所示，快速斷開接頭的對接端面設有兩個孔道12-5、12-6，電連接器以及定位12-9，快速斷開接頭的外部套設有快旋螺母12-10?？椎?2-5、12-6均為
泥漿管道。
[0033]快速斷開接頭12-1、12-2對接時，通過定位鍵12_9把兩個快速斷開接頭12的孔道12-5、12-6對準，通過旋轉快旋螺母12-10使兩個快速斷開接頭緊密連接在一起，同時電連接器孔12-3和電連接器針12-4也能準確的插接在一起，彈簧12-7被壓縮，使每一模塊短節(jié)的電線導通、液壓腔的油液連通，泥漿管道也可以準確的完成上下對接；當快速接接頭斷開時，旋轉快旋螺母，使快速斷開接頭分離、電連接器孔和電連接器針分離，彈簧伸長使密封件壓緊，封住液壓油腔，防止每一模塊短節(jié)漏油。
[0034]其他結構同實施例2。
[0035]實施例4:一種水液壓模塊化電纜地層測試器，如圖9所示，泥漿閥主要由步進電機13-1、步進電機傳動桿13-2、閥芯13-3、閥體13_4、步進電機固定架13_5、閥芯套13_6、M3螺釘13-7、M6螺釘13-8、閥芯擋塊13_9依次連接組成。
[0036]步進電機、步進電機固定架、閥體用M3螺釘、M6螺釘固定在一起,步進電機帶動步進電機傳動桿旋轉，靠螺紋傳動使閥芯移動換向；閥芯上裝有密封泥漿的、耐高壓的密封件。
[0037]其他結構同實施例2。
【權利要求】
1.一種水液壓模塊化電纜地層測試器，其特征是:利用水液壓方法進行地層測試。
2.根據權利要求1所述的水液壓模塊化電纜地層測試器，其特征是:包括地面儀器和井下儀器，地面儀器用于發(fā)出要執(zhí)行的命令和接受井下送來的信號，井下儀器用于執(zhí)行來自地面的命令和采集井下信號上傳給地面儀器；井下儀器的液壓管線內流動的是泥漿濾液，管線上安裝有泥漿泵和控制閥，泥漿泵給泥漿濾液加壓驅動缸活塞運動，控制閥與步進電機連接并通過步進電機進行驅動換向。
3.根據權利要求2所述的水液壓模塊化電纜地層測試器，其特征是:所述的井下儀器由多個功能短節(jié)構成，各功能短節(jié)接頭均為標準化設計的快速斷開接頭。
4.根據權利要求3所述的水液壓模塊化電纜地層測試器，其特征是:所述的快速斷開接頭的對接端面設有兩個孔道、電連接器以及定位鍵，快速斷開接頭的外部套設有快旋螺母，快旋螺母使兩個快速斷開接頭緊密連接在一起；兩個孔道內流動的是泥漿濾液。
5.根據權利要求2或3所述的水液壓模塊化電纜地層測試器，其特征是:井下儀器由電子節(jié)、動力節(jié)、泵抽節(jié)、流體傳感器節(jié)、壓力傳感器節(jié)、推靠液壓節(jié)、推靠節(jié)、儲樣節(jié)、平衡節(jié)依次連接組成；其中，動力節(jié)中采用兩個電磁閥，其余各功能短節(jié)中所用閥都是泥漿閥。
6.根據權利要求5所述的水液壓模塊化電纜地層測試器，其特征是:所述電子節(jié)是用來控制動力節(jié)的電機、電磁閥及其余各短節(jié)電路總線的傳輸；動力節(jié)是利用電機為泵抽節(jié)的泥漿泵提供動力；泵抽節(jié)是通過泥漿泵抽取過濾后的泥漿濾液，并將泥漿濾液沿地層流體管線傳遞；流體傳感器節(jié)用于測量地層流體性質；壓力傳感器節(jié)測定地層壓力；推靠節(jié)通過推靠撐開實現(xiàn)封隔地層；儲樣節(jié)的作用是為了儲存地層流體樣品，帶到地面供試驗分析；平衡節(jié)的作用是為了保持壓力平衡。
7.根據權利要求5所述的水液壓模塊化電纜地層測試器，其特征是:泥漿閥主要由步進電機、步進電機傳動桿、閥芯、閥體、步進電機固定架、閥芯套、M3螺釘、M6螺釘、閥芯擋塊依次連接組成；步進電機、步進電機固定架、閥體用M3螺釘、M6螺釘固定在一起,步進電機帶動步進電機傳動桿旋轉，靠螺紋傳動使閥芯移動換向；閥芯上裝密封泥漿的、耐高壓的密封件。
【文檔編號】E21B49/00GK103790578SQ201310472383
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2013年10月11日 優(yōu)先權日:2013年10月11日
【發(fā)明者】劉中敏, 盧曉麗, 木東良, 尹玉納, 楊鳳 申請人:鄭州宜源翔石油科技有限公司